DE2419643A1 - HOUSEHOLD HOT WATER HEATERS - Google Patents
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Description
Anmelderin% Langman Engineering Company LimitedApplicant % Langman Engineering Company Limited
Die Erfindung betrifft einen Haushalt-Heißwasserbereiter miljeinem durch eine Platte in eine untere und eine obere Kammer unterteilten Kesselj, mit einer Verbindung zwischen der unteren und der oberen Kammer, mit einer Heizeinrichtung in der unteren Kammer9 mit einem Kaltwasserzulauf und mit einem Heißwasserablauf„The invention relates to a domestic hot water heater with a boiler divided by a plate into a lower and an upper chamber, with a connection between the lower and the upper chamber, with a heating device in the lower chamber 9 with a cold water inlet and a hot water outlet.
Das Zubereiten von· heißem Wasser für den Hausgebrauch durch Aufheizen von in einem großen Kupferkessel mit etwa 100 bis 150 Liter Inhalt enthaltendem Wasser mit einem elektrischen Tauchsieder oder mit einer im Kessel angeordneten Heizschlange, durch die heißes Wasser oder ein anderes Heizmittel geleitet wird, ist bekannt«, Die Heizschlange erstreckt sich im allgemeinen über einen größeren Bereich der Höhe des Wasserkessels» Das aufgeheizte Wasser verdrängt das kühlere Wasser vom Boden des Kessels- Das heiße Wasser wird daher an der oberen Seite des Kessels abgenommen«, Um dabei bei der Heißwasserentnahme ein übermäßiges Vermischen des einströmenden kalten Wassers mit dem im Kessel verbleibenden heißen Wasser zu vermeiden, wird der Kaltwasserzulauf am Kesselboden angeordnet« The preparation of · hot water for household use by heating it up of water contained in a large copper kettle with a capacity of about 100 to 150 liters with an electric immersion heater or with a heating coil arranged in the boiler, through which hot water or another heating medium is passed, is known «, The heating coil generally extends over a larger one Area of the height of the kettle »The heated water displaces the cooler water from the bottom of the kettle - The hot water is therefore taken from the top of the kettle «, in order to avoid excessive mixing of the incoming water when the hot water is drawn off To avoid cold water with the hot water remaining in the kettle, the cold water inlet is placed on the kettle bottom «
Bislang hat man etwa 70 bis 80° als übliche Kessel-Betriebstemperatur angesehen. Durch die Einführung von mit Druck arbeitenden Zentralheizungen kommt man jedoch auf höhere Betriebstemperaturen im Bereich von etwa 100 bis 104 und damit zu höheren Wirkungsgraden, Die Temperatur, auf die das Wasser im Kessel aufgeheizt wird, liegt im allgemeinen nur wenig unter der Temperatur des die Heizschlange durchströmenden Heißwassers oder anderen Wärmemittels,, Damit erreicht die Temperatur des im Kessel befindlichen Wassers äußerst hohe Werte im Bereich von etwa 95 bis 98°,So far, the normal boiler operating temperature is around 70 to 80 ° viewed. However, with the introduction of pressure central heating, higher operating temperatures are achieved in the range from about 100 to 104 and thus to higher efficiencies, The temperature to which the water in the boiler is heated is generally only a little below the temperature of the hot water or other heating medium flowing through the heating coil. This means that the temperature of the water in the boiler reaches extremely high values in the range of around 95 to 98 °,
Die Temperatur des im oberen Ende des Kessels befindlichen Wassers läßt sich mit einem Thermostaten vor dem Überschreiten einerThe temperature of the water in the top of the kettle can be controlled with a thermostat before exceeding a
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sicheren unteren Temperatur von "etwa 70° bewahren. Der Thermostat steuert ein Ventil, und dieses schaltet bei Erreichen der sicheren Temperatur den Heißwasserdurchlauf durch die Heizschlange ab. Bei einer sehr hohen Betriebstemperatur der Heißwasserschlange nimmt das in dem Kessel nach oben steigende Wasser eine entsprechend hohe Temperatur an, wenn es den am Deckel des Kessels angeordneten Thermostaten erreicht. Falls nicht gleichzeitig warmes Wasser abgenommen wird, schaltet der Thermostat und verhindert damit ein weiteres Aufheizen des übrigen im Kessel enthaltenen Wassers,Maintain a safe lower temperature of "about 70 °. The thermostat controls a valve, and this switches off the flow of hot water through the heating coil when the safe temperature is reached. At a very high operating temperature of the hot water coil, the rising water in the boiler takes a correspondingly high temperature when it reaches the thermostat on the lid of the boiler. If not warm at the same time Water is removed, the thermostat switches and prevents further heating of the rest of the boiler Water,
Bei einer Anordnung des Thermostaten näher am Boden des Kessels, wie dies bislang der Fall war, erreicht man eine tiefere Heißwasserschicht. Dies führt wiederum dazu, daß die Wassertemperatur in den oberen Bereichen dieser Schicht übermäßit hohe Werte annimmt, bevor der Thermostat schaltet. Dies ist unannehmbar.If the thermostat is arranged closer to the bottom of the boiler, as was previously the case, a deeper hot water layer is achieved. This in turn leads to the fact that the water temperature in the upper areas of this layer assumes excessively high values, before the thermostat switches. This is unacceptable.
Unabhängig davon, ob die Aufheizung durch eine Heizschlange oder einen elektrischen Tauchsieder erfolgt, liegt dieses gleiche Temperaturgefälle vor.Regardless of whether the heating is done by a heating coil or an electric immersion heater, this temperature gradient is the same before.
Zum Vergleichmäßigen dieses Temperaturgefälles und zum Erreichen einer möglichst konstanten Heißwassertemperatur ist es bekannt, den den Heißwasserbereiter bildenden Kessel durch eine Platte in eine untere und eine obere Kammer zu unterteilen (GB-PS 654,432), Bei diesem bekannten Heißwasserbereiter ist die Heizeinrichtung in der unteren Kammer angeordnt. Der Kaltwasserzulauf und der Heißwasserablauf erfolgt in bzw, von der oberen Kammer. Beide Kammern sind durch Leitungen miteinander verbunden, von denen die eine ein thermostatisch gesteuertes Ventil enthält. Abgesehen von einem nicht völlig befriedigenden Betriebsverhalten ist dieser bekannte Heißwasserbereiter in seiner Konstruktion aufwendig-, da er zwei die beiden Kammern verbindende Leitungen erfordert. Diese Leitungen müssen außerhalb des Kessels verlaufen. Zusätzlich stören sie dabei die Wärmeisolierung.To equalize this temperature gradient and to achieve a hot water temperature that is as constant as possible, it is known to divide the boiler forming the water heater by a plate into a lower and an upper chamber (GB-PS 654,432), In this known hot water heater, the heating device is arranged in the lower chamber. The cold water inlet and the The hot water drains into or from the upper chamber. Both chambers are connected by pipes, of which the one containing a thermostatically controlled valve. Apart from a not completely satisfactory performance, this is known hot water heater complex in its construction, since it requires two lines connecting the two chambers. These Lines must run outside the boiler. In addition, they interfere with the thermal insulation.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Heißwasserbereiter so auszubilden, daß er bei ein-Proceeding from this, the present invention is based on the object of designing a hot water heater so that it is
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fächer Konstruktion eine praktisch konstante Heißwassertemperatur gewährleistet. Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einem Heißwasserbereiter der eingangs genannten Gattung gemäß der Erfindung in der den Kessel in die untere und die obere Kammer unterteilenden Platte Öffnungen vorgesehen«, Über diese Öffnungen erfolgt eine begrenzte Wasserströmung zwischen den beiden Kammern«, Unter der Platte bildet sich eine Schicht aus sehr heißem Wasser. Geringe Mengen aus dieser Schicht treten über die Öffnungen in die obere Kammer ein und vermischen sich dort sofort mit dem dort vorhandenen kalten Wasser. Dies bedeutet, daß das in der oberen Kammer und auch das insbesondere in deren oberem Bereich befindliche Wasser sich nie bis auf eine unzulässig hohe Temperatur aufheizen kann.fan construction a practically constant hot water temperature guaranteed. To solve this problem are in a hot water heater of the type mentioned according to the invention in openings are provided on the plate dividing the boiler into the lower and upper chambers limited water flow between the two chambers «, under the Plate forms a layer of very hot water. Small amounts from this layer enter the upper layer through the openings Chamber and mix there immediately with the cold water there. This means that this is in the upper chamber and the water in the upper area in particular never heats up to an inadmissibly high temperature can.
Zweckmäßig sind auf die Platte von unten die Öffnungen umschließende und in der unteren Kammer endende Rohre aufgesetzt.The openings are expediently enclosing the plate from below and placed pipes ending in the lower chamber.
Diese Rohre können gleich oder verschieden lang sein. Ebenso können sie gleichen oder verschiedenen Durchmesser aufweisen.These tubes can be of the same length or of different lengths. Likewise can they have the same or different diameters.
Vorteilhafterweise mündet der Kaltwasserzulauf gerade unterhalb der Platte in den Kessel ein. Dies ergibt eine bessere Durchmischung des schon aufgeheizten sehr heißen Wassers und des einströmenden kalten Wassers.The cold water inlet advantageously opens out just below the plate in the boiler. This results in a better mixing of the already heated, very hot water and the incoming water cold water.
Zweckmäßig wird noch ein Leitblech am Kaltwasserzulauf angeordnet, um das einströmende Kaltwasser nach aufwärts zu leiten.A baffle plate is expediently arranged at the cold water inlet, to direct the incoming cold water upwards.
Wegen des geringen Querschnittes der in der Platte vorgesehenen Öffnungen wird in dem Kaltwasserzulauf zweckmäßig ein Wasserenthärter angeordnet. Die Korrosion im Kessel wird auf bekannte Weise vorzugsweise durch Einbau einer Anode aus einem geeigneten Werkstoff, wie Aluminium, verhindert. Zweckmäßig wird diese oben im Kessel angeordnet, so daß sie bei Bedarf ohne Kesselentleerung ausgewechselt werden kann.Because of the small cross-section of the openings provided in the plate, it is advisable to use a water softener in the cold water inlet arranged. Corrosion in the boiler is prevented in a known manner, preferably by installing an anode made of a suitable one Material such as aluminum prevents. Appropriately, this is arranged at the top of the boiler so that it can be used without emptying the boiler if necessary can be exchanged.
Bei Beheizen mit einer Heizschlange wird die Heizwasserdurchströmung durch die Schlange mit einem Magnetventil gesteuert, das sei-When heating with a heating coil, the heating water flows through controlled by the snake with a solenoid valve that is
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nerseits mit einem zweckmäßig im Zylinderdeckel angeordneten Thermostaten geschaltet wird»On the other hand with a thermostat suitably arranged in the cylinder cover is switched »
Bei Beheizung mit einem elektrischen Tauchsieder wird der Stromdurchgang durch diesen mit einem zweckmäßig im Zylinderdeckel angeordneten Thermostaten gesteuert.When heated with an electric immersion heater, the current will pass controlled by this with a thermostat expediently arranged in the cylinder cover.
Die Platte besteht aus irgendeinem geeigneten Werkstoff, wie Metall oder Kunststoff oder glasfaserverstärkten Kunstharzplatten.The plate is made of any suitable material, such as metal or plastic or glass fiber reinforced synthetic resin panels.
Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsformen wird die Erfindung nun weiter beschriebene In der Zeichnung ist;Using the example of the embodiments shown in the drawing, the invention will now be further described. In the drawing;
Fig. -1 eine Seitenansicht, teilweise aufgeschnitten, einer Ausführungsform, Fig. -1 is a side view, partially cut away, of an embodiment,
Fig« 2 eine Aufsicht auf die Platte in Richtung der Linie II - II in Fig. 1,FIG. 2 shows a plan view of the plate in the direction of the line II - II in FIG. 1,
Fig„ 3 eine Seitenansicht ähnlich Fig» 1 auf eine andere einen Tauchsieder enthaltende Ausführungsform undFIG. 3 shows a side view similar to FIG. 1 on a different one Embodiment containing immersion heaters and
Fig. 4 eine Aufsicht auf die Platte in Blickrichtung der Linie IV - IV in Fig. 3.FIG. 4 shows a plan view of the plate in the viewing direction of the line IV - IV in FIG. 3.
Fig. 1 zeigt einen Wasserkessel 10 mit einer Heizschlange 12. Über einen Heißwasseranschluß 14 wird dieser heißes Wasser aus einem nicht dargestellten Boiler zugeführt. Die Rückströmung erfolgt über den Rücklauf 16. Kaltes Wasser wird über den Kaltwasserzulauf 18 zugeführt. Das heiße Brauchwasser wird am Heißwasserablauf 20 abgenommen. Fig. 1 shows a kettle 10 with a heating coil 12. Via a hot water connection 14, this hot water is removed fed to a boiler, not shown. The return flow takes place via the return line 16. Cold water is supplied via the cold water inlet 18 supplied. The hot process water is taken from the hot water drain 20.
Der Durchstrom von Heizwasser durch die Heizschlange 12 wird mit einem Magnetventil 22 gesteuert, das seinerseits durch einen im Deckel des Kessels 10 befindlichen Thermostat 24 geschaltet wird. Der Thermostat schließt das Ventil 22, wenn die Temperatur der oberen Wasserschichten im Wasserkessel 10 einen für Hausgebrauch annehmbaren Wert im Bereich von etwa 60 bis 80° übersteigt.The flow of heating water through the heating coil 12 is controlled with a solenoid valve 22, which in turn is controlled by an im Lid of the boiler 10 located thermostat 24 is switched. The thermostat closes the valve 22 when the temperature of the upper water layers in the kettle 10 exceeds an acceptable level for domestic use in the range of about 60 to 80 °.
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Die Korrosion im Kessel 10 wird durch eine Aluminiumanode 26 begrenzt. The corrosion in the boiler 10 is limited by an aluminum anode 26.
Als integralen Teil des Kaltwasserzulaufes kann ein Wasserenthärter im Kessel angeordnet werden. Zweckmäßig handelt es sich um eine auswechselbare und einen chemischen Wirkstoff enthaltende Patrone.A water softener can be used as an integral part of the cold water inlet be arranged in the boiler. It is expedient to have an exchangeable one containing a chemical active ingredient Cartridge.
Im Kessel 10 befindet sich die Platte 28 aus Metall oder Kunststoff» Sie liegt auf einer etwa 6 mm breiten und in die Kesselwand eingedrückten Einschnürung 30 auf. Zum Beispiel durch Löten ist sie fest mit dieser verbunden. Die Einschnürung 30 liegt so, daß die über ihr befindliche obere Kammer etwa ein Drittel und die untere Kammer etwa zwei Drittel des Kesselvolumens ausmachen. Dieses Verhältnis ist natürlich nur bevorzugt und kann auch anders gewählt werden.In the boiler 10 is the plate 28 made of metal or plastic » It rests on a constriction 30 approximately 6 mm wide and pressed into the boiler wall. For example by soldering it is firmly connected to this. The constriction 30 is so that the upper chamber located above it about a third and the lower chamber make up about two thirds of the volume of the kettle. This ratio is of course only preferred and can also be chosen differently.
Die Heizschlange 12 befindet sich unterhalb der Platte 28. Zwei Rohre 32 und 34 sind mit ihren oberen Enden von unten auf die Platte 28 aufgesetzt. Sie umschließen zwei kreisförmige Öffnungen 36 und 38. Im gezeigten Beispiel haben die beiden Rohre 32 und 34 gleiche Länge. Sie können auch verschieden lang sein. Das kürzere Rohr wird dann sofort zum Auslaß für das aus der unteren Kammer ausströmende und in die obere Kammer eintretende heiße Wasser. Das aus der oberen Kammer verdrängte kalte Wasser strömt dann über das längere Rohr in die untere Kammer ein.The heating coil 12 is located below the plate 28. Two tubes 32 and 34 are with their upper ends from below on the Plate 28 put on. They enclose two circular openings 36 and 38. In the example shown, the two tubes 32 and 34 same length. They can also be of different lengths. The shorter tube then immediately becomes the outlet for that from the lower chamber hot water flowing out and entering the upper chamber. The cold water displaced from the upper chamber then flows into the lower chamber via the longer pipe.
Der Kaltwasserzulauf 18 befindet sich gerade unterhalb der Platte 28. Ein Leitblech 40 ist unter einem Winkel von etwa 60° am Kaltwasserzulauf 18 angeordnet. Das Leitblech deckt den Kaltwasserzulauf teilweise ab und leitet das einströmende kalte Wasser nach oben.The cold water inlet 18 is located just below the plate 28. A guide plate 40 is at an angle of about 60 ° on the cold water inlet 18 arranged. The baffle partially covers the cold water inlet and redirects the incoming cold water above.
Bei der in den Figuren 3 und 4 gezeigten Ausführungsform befindet sich ein Tauchsieder 42 statt der Heizschlange 12 in der unteren Kammer. Nach außen wird dieser durch eine Abdeckung 44 abgedeckt. Der elektrische Heizstrom wird in bekannter Weise mit dem Thermostaten 24 gesteuert. Im übrigen entspricht diese AusführungsformIn the embodiment shown in FIGS. 3 and 4, there is an immersion heater 42 instead of the heating coil 12 in the lower one Chamber. This is covered to the outside by a cover 44. The electric heating current is in a known manner with the thermostat 24 controlled. Otherwise, this embodiment corresponds
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derjenigen nach den Figuren 1 und 2.those according to FIGS. 1 and 2.
In den Figuren nicht- dargestellt ist eine Ausführungsform, bei der ein Thermostat genau unter der Platte 28 angeordnet ist und die Zufuhr von Heizmittel zu dem Wärmeaustauscher über das Magnetventil 22 oder die Zufuhr von elektrischer Energie zu demNot shown in the figures is an embodiment at which a thermostat is arranged just below the plate 28 and the supply of heating medium to the heat exchanger via the solenoid valve 22 or the supply of electrical energy to the
Tauchsieder 42 abschaltet, sofern die Wassertemperatur unterhalb der Platte 28 übermäßig ansteigt. Dieser Thermostat kann zusätzlich oder an Stelle des Thermostaten 24 verwendet werden.Immersion heater 42 switches off if the water temperature below the plate 28 increases excessively. This thermostat can also or can be used in place of the thermostat 24.
In einer bevorzugten Ausführungsform bestehen Wand und Deckel des Kessels 10 und die Platte 28 aus Kupferblech etwa gleicher Stärke«, Der Boden wird aus stärkerem Blech hergestellt. Die Heizschlange 12 ist etwa 5,5 m lang und besteht aus 3/4 Zoll Kupferrohr. Die Rohre 32 und 34 haben einen Durchmesser von etwa 25 mm und eine Längs von etwa 180 mm. Die öffnungen 36 und 38 sind entsprechend bemessen.In a preferred embodiment, the wall and cover of the boiler 10 and the plate 28 are made of sheet copper of approximately the same thickness. The floor is made from thicker sheet metal. The heating coil 12 is approximately 5.5 meters long and consists of 3/4 inch copper tubing. the Tubes 32 and 34 have a diameter of about 25 mm and a length of about 180 mm. The openings 36 and 38 are corresponding measured.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform bestehen Kessel 10 und Platte 28 aus ferritischem Stahl bzw. rostfreiem Stahl.In another preferred embodiment, the kettle 10 and plate 28 are made of ferritic steel and stainless steel, respectively.
Patentansprüche ;Claims;
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Claims (10)
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